JP2021500104A - Methods and devices for applying sealing elements on beverage capsules - Google Patents
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Abstract
本発明は、飲料生成デバイス内で飲料を生成するためのカプセルのカップ状容器上に封止要素を適用するための方法であって、容器は、底壁と、外面を有する側壁と、開口端と、開口端において容器の側壁から延びる環状フランジと、を有する、方法に関し、フランジは、遷移領域において側壁の外面に連なるフランジ外面と、飲料送出壁で封止されるための外面とは反対側のフランジ内面と、を備え、方法は、溶融した熱可塑性ポリマー材料を、付着装置によって、環状フランジの外面上及び/又は遷移領域上に付着させる付着工程と、続いて、熱可塑性ポリマー材料を、材料がまだ塑性変形可能な間に、環状フランジの外面上及び/又は遷移領域上に材料の最終形状となるように適合させるように、パンチ・ダイによってプレスし、それによって材料を容器に取り付けられた環状封止要素に成形するプレス工程と、を含む。本発明は、更に、方法を実行するためのデバイスに関する。【選択図】 図3The present invention is a method for applying a sealing element onto a cup-shaped container of capsules for producing a beverage within a beverage producing device, wherein the container has a bottom wall, a side wall having an outer surface, and an open end. And an annular flange extending from the side wall of the container at the open end, the flange is opposite to the outer surface of the flange that connects to the outer surface of the side wall in the transition region and the outer surface for sealing with the beverage delivery wall. The method comprises an attachment step of attaching the molten thermoplastic polymer material onto the outer surface and / or transition region of the annular flange by an attachment device, followed by a thermoplastic polymer material. While the material is still thermoplasticly deformable, it is pressed by a punch die to fit on the outer surface of the annular flange and / or on the transition region to the final shape of the material, thereby attaching the material to the vessel. Includes a pressing step of forming into an annular sealing element. The present invention further relates to devices for performing the method. [Selection diagram] Fig. 3
Description
本発明は、概して、コーヒーなどの飲料の調製のための飲料原材料を含有する飲料カプセルの製造分野に関する。より具体的には、本発明は、飲料カプセル上に封止要素を適用するための方法及びデバイスに関する。 The present invention generally relates to the field of producing beverage capsules containing beverage raw materials for the preparation of beverages such as coffee. More specifically, the present invention relates to methods and devices for applying sealing elements onto beverage capsules.
コーヒーマシンなどの特定の飲料調製マシンは、飲料カプセルを独自の封止要素で受容するように設計されている。封止要素は、煎出中の耐圧性防水係合を確実にするために、マシンのカプセルケージと正確に一致するように配置される。封止要素は、水がカプセルをバイパスするリスクを回避し、カプセルの原料チャンバ内の圧力の制御を確実にし、それによりコーヒー抽出の性能を保証する。典型的には、カプセルは、底壁と、外面を有する側壁と、開口端と、開口端において容器の側壁から延びる環状フランジとを備えるカップ状の容器を備える。フランジは、遷移領域において側壁の外面に連なるフランジ外面と、マシン内の圧力下で裂けることが意図されたアルミニウム箔などの飲料送出壁で封止されるための、内面とは反対側のフランジ内面と、を備える。 Certain beverage preparation machines, such as coffee machines, are designed to accept beverage capsules with a unique sealing element. The sealing element is placed to exactly match the capsule cage of the machine to ensure a pressure resistant waterproof engagement during brewing. The sealing element avoids the risk of water bypassing the capsule and ensures control of the pressure in the capsule's raw material chamber, thereby ensuring coffee brewing performance. Typically, the capsule comprises a cup-shaped container with a bottom wall, a side wall having an outer surface, an open end, and an annular flange extending from the side wall of the container at the open end. The flange is the inner surface of the flange opposite to the inner surface for sealing with the outer surface of the flange that connects to the outer surface of the side wall in the transition region and the beverage delivery wall such as aluminum foil intended to tear under pressure in the machine. And.
欧州特許第1654966号に記載されているように、封止要素は、カプセルのフランジ、具体的にはフランジの外面、及び側壁を有する遷移領域上に適用される。封止要素は、カプセルと一体、又は別個の部品であり得る。後者の場合、封止要素は、基部容器に取り外し可能に取り付けられてもよく、又は溶接によって若しくは接着剤によって固定されてもよく、又は流体若しくは粘性形態で適用され、次いでシリコーンを適用する場合のように、カプセルの外面上に適用後硬化(例えば重合)され得る。 As described in European Patent No. 1654966, the sealing element is applied on the flange of the capsule, specifically on the outer surface of the flange, and on the transition region having side walls. The sealing element can be an integral part or a separate part of the capsule. In the latter case, the sealing element may be detachably attached to the base container, or may be fixed by welding or with an adhesive, or applied in a fluid or viscous form, followed by silicone. As such, it can be cured (eg, polymerized) after application on the outer surface of the capsule.
欧州特許出願公開第2012994号は、飲料成分を含有するカプセルを射出成形によって製造するための方法に関する。このプロセスは、比較的複雑であり、実施に費用がかかる。更に、カプセル上の封止材の量の最適化にはあまり適していない。 European Patent Application Publication No. 2012994 relates to a method for producing capsules containing beverage components by injection molding. This process is relatively complex and expensive to implement. Moreover, it is not very suitable for optimizing the amount of encapsulant on the capsule.
欧州特許第2151313号は、剛性カプセルの容器上にゴム弾性封止要素を提供するための方法を記載しており、この方法は、液体又は粘性状態の未硬化の封止組成物をリム部分上に適用する工程と、封止組成物が側壁に達するまで少なくとも部分的に側壁に向かって移動するように封止組成物を加熱する工程と、側壁に向かって移動した後に封止組成物を硬化させる工程と、を含む。 European Patent No. 2151313 describes a method for providing a rubber elastic sealing element on a container of a rigid capsule, which method applies a liquid or viscous uncured sealing composition on a rim portion. And the step of heating the sealing composition so that it moves at least partially toward the side wall until the sealing composition reaches the side wall, and the step of curing the sealing composition after moving toward the side wall. Including the step of causing.
しかしながら、この方法は数分間オーブン内で加熱操作し、その後硬化させる必要があるので、比較的複雑で時間を要し、実施するのにコストがかかる。更に、封止要素の形状、寸法、及び適用領域は、シール材の粘度及び表面張力などのパラメータに依存するので、十分に制御することができない。 However, this method is relatively complex, time consuming, and costly to implement, as it requires heating in the oven for several minutes and then curing. Further, the shape, size, and application area of the sealing element depend on parameters such as the viscosity and surface tension of the sealing material and cannot be sufficiently controlled.
したがって、本発明は、飲料カプセル上への封止要素の適用を改善するための解決策を提案することにより、特に、その形状、位置、サイズ、及び/又は適用された材料の量など、封止要素のカプセル上への配置の制御を改善することを目的とする。また、より簡単かつ迅速な適用プロセスの提供も目的とする。 Therefore, the present invention proposes a solution for improving the application of a sealing element onto a beverage capsule, in particular such as its shape, position, size and / or amount of material applied. The purpose is to improve the control of placement of the stop element on the capsule. It also aims to provide a simpler and faster application process.
目標は、独立請求項の特徴によって達成される。従属請求項は、本発明を更に発展させ、中心的な概念に更なる利点を提供することができる。 The goal is achieved by the characteristics of the independent claims. Dependent claims can further develop the invention and provide additional advantages to the core concept.
一態様では、本発明は、飲料生成デバイス内で飲料を生成することを目的としたカプセルのカップ状容器上に封止要素を適用するための方法であって、容器は、底壁と、外面を有する側壁と、開口端と、開口端において容器の側壁から延びる環状フランジと、を有する、方法に関する。前記フランジは、遷移領域において側壁の外面に連なるフランジ外面と、飲料送出壁で封止されるための外面とは反対側のフランジ内面と、を備え、
本方法は、
溶融した熱可塑性ポリマー材料を、付着装置によって、環状フランジの外面上及び/又は遷移領域上に付着させる付着工程と、
続いて、熱可塑性ポリマー材料を、材料がまだ塑性変形可能な間に、環状フランジの外面上及び/又は遷移領域上に適合させるように、好ましくは材料の最終形状となるように適合させるように、パンチ・ダイによってプレスし、それによって材料を容器に取り付けられた環状封止要素に成形するプレス工程と、を含む。
In one aspect, the invention is a method for applying a sealing element onto a cup-shaped container of capsules intended to produce a beverage within a beverage producing device, wherein the container has a bottom wall and an outer surface. The present invention relates to a method having a side wall having a side wall, an open end, and an annular flange extending from the side wall of the container at the open end. The flange comprises a flange outer surface that connects to the outer surface of the side wall in the transition region and a flange inner surface that is opposite to the outer surface for being sealed by the beverage delivery wall.
This method
An attachment step in which the molten thermoplastic polymer material is attached onto the outer surface and / or transition region of the annular flange by an attachment device.
Subsequently, the thermoplastic polymer material is adapted to fit on the outer surface of the annular flange and / or on the transition region, preferably to the final shape of the material, while the material is still plastically deformable. Includes a pressing step of pressing with a punch die, thereby forming the material into an annular sealing element attached to the container.
したがって、従来の封止要素適用プロセスとは対照的に、封止要素の最終構成は、プロセスを単純に保ちつつ、より良好に制御される。具体的には、非常に少量の封止材を取り扱って、カプセルの封止要素にうまく適合させることができる。 Therefore, in contrast to the traditional sealing element application process, the final configuration of the sealing element is better controlled while keeping the process simple. Specifically, a very small amount of encapsulant can be handled and successfully adapted to the encapsulating element of the capsule.
プレス工程は、連続環状プレス面を含む円周状のパンチ・ダイを熱可塑性ポリマー材料の塊に対してプレスすることによって、熱可塑性ポリマー材料を材料の最終形状にプレスすることを含み得る。パンチ・ダイは、熱可塑性材料に接触する平坦な、傾斜した、又は凸状のプレス面を有し得る。プレス面の形態は、カプセルの容器の形状及び所望の成形結果に適合され得る。容器の表面上の封止要素による、最終形状、厚さ、表面構造化及び/又は被覆表面積をより正確に制御することができる。 The pressing step may include pressing the thermoplastic polymer material into the final shape of the material by pressing a circumferential punch die containing a continuous annular press surface against a mass of the thermoplastic polymer material. The punch die may have a flat, sloping, or convex pressed surface in contact with the thermoplastic material. The shape of the pressed surface can be adapted to the shape of the capsule container and the desired molding result. The final shape, thickness, surface structuring and / or coverage surface area can be more precisely controlled by the sealing element on the surface of the container.
1つのモードでは、付着工程は、溶融した熱可塑性ポリマー材料を、単一の円周状の開放された又は閉鎖された溶融した材料の部分となるように付着させることを含む。パンチ・ダイによるプレス工程は、次いで、フランジの周囲に沿った封止要素の寸法整合及び部分が開いているときの連続性を確実にする。 In one mode, the attachment step involves attaching the molten thermoplastic polymer material into a single circumferential open or closed piece of molten material. The punch-die pressing process then ensures dimensional alignment of the sealing element along the perimeter of the flange and continuity when the portion is open.
第2のモードでは、付着工程は、溶融した熱可塑性ポリマー材料を、円周状に配置された2つ以上の別個の部分となるように付着させることを含む。このモードでは、好ましくは、パンチ・ダイによるプレス工程が、フランジ上で円周方向に接合される部分の材料を伸ばすことによって、フランジの外周に沿った封止要素の寸法整合性及び連続性を確実にする。 In the second mode, the attachment step involves attaching the molten thermoplastic polymer material into two or more separate parts arranged in a circle. In this mode, preferably, the punch-die pressing process stretches the material of the part that is joined in the circumferential direction on the flange to ensure dimensional consistency and continuity of the sealing element along the outer circumference of the flange. to be certain.
一態様では、付着工程は、溶融した熱可塑性ポリマー材料を、以下のうちのいずれか1つを備える付着装置によって付着させることを含む:
フランジの円周のサイズに合わせた円周状の注出ノズル、
フランジの円周に沿って変位する移動ノズル、
フランジの円周に沿って配置された複数のノズル。
In one aspect, the attachment step comprises attaching the molten thermoplastic polymer material by an attachment device comprising any one of the following:
Circumferential pouring nozzle that matches the size of the circumference of the flange,
A moving nozzle that displaces along the circumference of the flange,
Multiple nozzles arranged along the circumference of the flange.
したがって、本発明の方法を実行するために、異なる種類のノズルを使用することができ、ノズルの種類は、必ずしも、満足できる付着結果を達成するために重要な要因でなくてもよい。 Therefore, different types of nozzles can be used to carry out the methods of the invention, and the nozzle type does not necessarily have to be an important factor in achieving satisfactory adhesion results.
好ましいモードでは、付着工程は、円周状の注出ノズルと、カプセルの容器を少なくとも部分的に収容するように構成された中央凹部と、を備える付着装置によって、溶融した熱可塑性ポリマー材料を付着させることを含む。利点は、本質的に、部品の数の低減、予備成形されたカップ状容器上へのより簡単かつ正確な付着、及びその後の封止要素の連続性プレスを容易にすることにある。具体的には、流量制御がより容易であり、付着中に(例えば、カプセル又はノズルの)流量の制御を回転速度に応じて行う必要はない。なぜなら、2つは付着時には静止しているためである。 In a preferred mode, the attachment step attaches the molten thermoplastic polymer material by an attachment device comprising a circumferential pouring nozzle and a central recess configured to contain the capsule container at least partially. Including letting. The advantage is essentially that it reduces the number of parts, facilitates easier and more accurate adhesion onto preformed cup-shaped containers, and facilitates subsequent continuous pressing of the sealing element. Specifically, the flow rate control is easier and it is not necessary to control the flow rate (eg, capsule or nozzle) during adhesion according to the rotational speed. This is because the two are stationary when attached.
溶融した熱可塑性ポリマー材料の付着量は、ノズルの構成に応じて異なる制御がなされてもよい。具体的には、材料の付着量は、出口ノズルの開口時間によって、少なくとも部分的に制御されてもよい。あるいは、材料の付着量は、ノズルの一方向分注バルブに適用される圧力時間によって制御されてもよい。 The amount of adhesion of the molten thermoplastic polymer material may be controlled differently depending on the configuration of the nozzle. Specifically, the amount of material adhered may be controlled at least partially by the opening time of the outlet nozzle. Alternatively, the amount of material adhered may be controlled by the pressure time applied to the unidirectional dispensing valve of the nozzle.
本発明によれば、熱可塑性ポリマー材料は、好ましくは熱可塑性エラストマー(「TPE」)又は他の軟質熱可塑性ポリマー(例えば、軟質ポリプロピレン)である。 According to the present invention, the thermoplastic polymer material is preferably a thermoplastic elastomer (“TPE”) or other soft thermoplastic polymer (eg, soft polypropylene).
熱可塑性エラストマーは、以下からなる群から選択されてもよい。
スチレン系樹脂(S−TPE又はTPE−S又はTPS、TPSの主要な例は、SBS及びSEBSである)、
コポリエステル(COPE、又はTPE−E又はTPC)、
コポリアミド(COPA)、
ポリウレタン(TPU又はTPE−U)、
ポリアミド(PEBA又はTPE−A又はTPA)、
ポリオレフィンブレンド(TPO又はTPE−O)、
ポリオレフィンアロイ(TPV又はTPE−V)、
リアクターTPO(R−TPO)、
ポリオレフィンプラストマー(POP)、
ポリオレフィンエラストマー(POE)
及びこれらの組み合わせ。
The thermoplastic elastomer may be selected from the group consisting of the following.
Styrene-based resins (S-TPE or TPE-S or TPS, the main examples of TPS are SBS and SEBS),
Copolyester (COPE, or TPE-E or TPC),
Copolyamide (COPA),
Polyurethane (TPU or TPE-U),
Polyamide (PEBA or TPE-A or TPA),
Polyolefin blend (TPO or TPE-O),
Polyolefin alloy (TPV or TPE-V),
Reactor TPO (R-TPO),
Polyolefin Plastomer (POP),
Polyolefin elastomer (POE)
And combinations of these.
ポリマー材料は、固化し容器上の封止要素となった後、一般に、発泡化されていてもよく、非発泡化されていてもよい。材料は、周囲温度(20℃)において、一般に、容器の材料よりも軟らかいように選択される。カプセルの容器の材料は、一般に、アルミニウム合金又は食品グレードの熱可塑性ポリマー又は両方の組み合わせである。カプセルが熱可塑性ポリマーで作製されている場合、カプセル容器のポリマーは、封止要素のポリマーよりも硬い。 The polymeric material may generally be foamed or non-foamed after solidifying to form a sealing element on the container. The material is generally selected to be softer than the material of the container at ambient temperature (20 ° C.). The material of the capsule container is generally an aluminum alloy or a food grade thermoplastic polymer or a combination of both. When the capsule is made of a thermoplastic polymer, the polymer in the capsule container is harder than the polymer in the sealing element.
溶融温度は、熱可塑性ポリマー材料及び付着装置内の圧力に依存するが、一般に150℃〜260℃、より好ましくは170℃〜245℃で変動し得る。 The melting temperature depends on the thermoplastic polymer material and the pressure in the attachment device, but can generally vary from 150 ° C to 260 ° C, more preferably 170 ° C to 245 ° C.
本発明はまた、飲料生成デバイス内で飲料を生成することを目的としたカプセルのカップ状容器上に封止要素を適用するためのデバイスであって、容器は、底壁と、外面を有する側壁と、開口端と、開口端において容器の側壁から延びる環状フランジと、を有し、フランジは、遷移領域において側壁の外面に連なるフランジ外面と、飲料送出壁で封止されるための外面とは反対側のフランジ内面と、を備え、デバイスは、
溶融した熱可塑性ポリマー材料を、環状フランジの外面上に、及び/又は遷移領域上に付着させるための付着装置と、
溶融した熱可塑性ポリマー材料を、環状フランジの外面上及び/又は遷移領域上に適合させるように、好ましくは材料の最終形状となるように適合させるように、プレスし、それによって材料を容器に取り付けられた環状封止要素に成形するプレス装置と、
を含む、デバイスに関する。
The present invention is also a device for applying a sealing element onto a cup-shaped container of capsules intended to produce a beverage within a beverage producing device, wherein the container has a bottom wall and a side wall having an outer surface. The flange has an open end and an annular flange extending from the side wall of the container at the open end, and the flange is a flange outer surface connected to the outer surface of the side wall in the transition region and an outer surface for being sealed by the beverage delivery wall. The device is equipped with a flange inner surface on the opposite side.
An attachment device for attaching the molten thermoplastic polymer material onto the outer surface of the annular flange and / or onto the transition region.
The molten thermoplastic polymer material is pressed to fit on the outer surface and / or transition region of the annular flange, preferably to the final shape of the material, thereby attaching the material to the vessel. A press device that molds the ring-shaped sealing element
For devices, including.
好ましくは、プレス装置は、熱可塑性材料の塊をプレスするための連続環状プレス面を備える円周状のパンチ・ダイを備える。プレス面は、好ましくは、略平坦な、傾斜した、凸状の又は凹状の形状を有する。概して凸状のプレス面は、飲料マシンのカプセルケージの閉じられる面の、表面の又は幾何学的な不規則性を十分に埋め合わせる封止要素を提供する利点を有する。概ね凹状又は平坦なプレス面は、カプセルケージの閉じられる面に正確に適合することができる円周状の封止隆起部を製造することができる。一般的に傾斜した表面は、封止材の存在が封止機能に最も効果的であり得る(欧州特許第2151313号に記述されたカプセルのような)カプセルの容器の遷移領域に向かって材料を適合させることができる。一般的な形状に加えて、プレス面は、隆起部及び/又はスリット及び/又は液滴などのより小さい構造を含んでもよい。隆起部及び/又はスリット及び/又は液滴は、円周方向、半径方向、又は他の方向に配向され得る。これにより、封止要素のシール性能を更に向上させることができる。 Preferably, the press device comprises a circumferential punch die with a continuous annular press surface for pressing a mass of thermoplastic material. The pressed surface preferably has a substantially flat, sloping, convex or concave shape. The generally convex pressed surface has the advantage of providing a sealing element that fully compensates for the surface or geometric irregularities of the closed surface of the capsule cage of the beverage machine. The generally concave or flat pressed surface can produce a circumferential sealing ridge that can accurately fit the closed surface of the capsule cage. Generally, a sloping surface brings the material towards the transition region of the capsule container (such as the capsule described in European Patent No. 2151313) where the presence of encapsulant can be most effective for the encapsulating function. Can be adapted. In addition to the general shape, the pressed surface may include smaller structures such as ridges and / or slits and / or droplets. The ridges and / or slits and / or droplets can be oriented in the circumferential, radial, or other directions. Thereby, the sealing performance of the sealing element can be further improved.
好ましくは、プレス装置は冷却手段によって冷却される。冷却手段は、プレス装置に埋め込まれた又は関連付けられた冷却流体ジャケットを備えることができる。この利点は、封止要素をより早く凝固させること及びカプセルの取り扱いを容易にすることで生産速度を増加させること、並びに、封止要素の粉塵による汚染のリスクを低減することである。 Preferably, the press device is cooled by cooling means. The cooling means may include a cooling fluid jacket embedded or associated with the press device. This advantage is to increase the production rate by coagulating the sealing element faster and facilitating the handling of the capsule, and to reduce the risk of dust contamination of the sealing element.
付着装置は、円周状の注出ノズルと、カプセルの容器を少なくとも部分的に収容するための中央凹部と、を備える。この装置は、より単純であり、(例えば、100mgよりも少ない)少量のポリマー材料の正確な付着を提供し、その後の、封止要素が連続したプレスを容易にする。 The attachment device includes a circumferential pouring nozzle and a central recess for at least partially accommodating the capsule container. This device is simpler and provides accurate adhesion of small amounts of polymeric material (eg, less than 100 mg), after which the encapsulating elements facilitate continuous pressing.
円周状の注出ノズルは、環状の分注出口によって、又はカプセルの容器の遷移領域の直径と実質的に等しいか、若しくはそれよりもわずかに大きい直径を有する円に沿って円周状に配置された複数の環状若しくは円筒形の注出出口によって、構成されている。 Circumferential dispensing nozzles are circular by an annular dispensing outlet or along a circle with a diameter that is substantially equal to or slightly larger than the diameter of the transition region of the capsule vessel. It is composed of a plurality of annular or cylindrical outlets arranged.
具体的には、付着装置は、内側部分と、外側部分と、内側部分と外側部分との間の注出通路と、を備えてもよい。2つの部分は同軸であり、内側部分及び外側部分は、閉鎖位置と開放付着位置との間で互いに対して軸方向に移動するように構成されている。 Specifically, the attachment device may include an inner portion, an outer portion, and a pouring passage between the inner portion and the outer portion. The two parts are coaxial and the inner and outer parts are configured to move axially with respect to each other between the closed position and the open attachment position.
少なくとも1つの注出出口を開閉するために、内側部分は往復運動する部分で、外側部分は静止部分であってもよい。逆に、少なくとも1つの注出出口を開閉するために、外側部分が往復運動する部分で、内側部分が静止部分であってもよい。少なくとも1つの注出出口を開閉するために、内側部分及び外側部分の両者が往復運動してもよい。 The inner portion may be a reciprocating portion and the outer portion may be a stationary portion in order to open and close at least one spout. Conversely, the outer portion may be a reciprocating portion and the inner portion may be a stationary portion in order to open and close at least one spout. Both the inner and outer portions may reciprocate to open and close at least one spout.
付着装置は、内側部分及び/又は外側部分内に、加熱手段を更に備えてもよい。加熱手段は、少なくとも1つの電気抵抗又は加熱された流体チャネルを含み得る。 The attachment device may further include heating means within the inner and / or outer portion. The heating means may include at least one electrical resistance or heated fluid channel.
本発明の特定の態様及び実施形態の説明:
初めに、本発明の方法及び装置の一例について、図1〜図9に関連して説明することができる。
Description of Specific Aspects and Embodiments of the Invention:
First, an example of the method and apparatus of the present invention can be described in relation to FIGS. 1-9.
本発明による適用方法は、封止要素2を飲料カプセルのカップ状容器1上に適用することを含む。図1に示すように、本方法は、一般に、熱可塑性材料3を溶融する工程100と、カップ状容器1上に溶融した材料を付着させる付着工程200と、付着された熱可塑性材料を塑性変形させる工程300と、任意選択的に、成形された熱可塑性材料を冷却して硬化封止要素を製造する工程400とを含む。冷却後の後続の成形は、好ましくないが、完全には除外されない。
The application method according to the present invention includes applying the sealing
一般に(図3)、カップ状容器1は、底壁6と、外面8を有する側壁7と、開口端9と、開口端で容器の側壁から延びる環状フランジ10とを有する。環状フランジ10は、遷移領域12において側壁の外面8に連なるフランジ外面11を備える。フランジは、飲料送出壁で封止されるための(容器を飲料原材料で充填した後)、外面11とは反対側のフランジ内面13を更に備える。
Generally (FIG. 3), the cup-shaped
図2及び図3のモードでは、付着装置4は、溶融した材料を注出するために開き、それを注出することを停止するために閉じることができる円周状の付着ノズル5を備えて図示されている。しかし、環状フランジの周囲に沿って付着するときに移動する移動ノズル、又はカプセルのフランジ10の円周に分布する複数の独立した付着ノズルなど、他の変形が可能である。
In the modes of FIGS. 2 and 3, the
付着装置4は、カプセルの容器を画定された位置で受容するように、特に開口端を介して容器の空洞に嵌合する形態で構成された、支持サブアセンブリ14を備える。装置は、付着ノズル5を備える付着サブアセンブリ15を備えてもよい。付着サブアセンブリは、同軸であり、共に、周囲ノズル5と連通する溶融した材料の流路18を画定する、内側部分16及び外側部分17を備えることができる。2つの部品は、付着を行うためのノズルの開口と付着を停止するためのノズルの閉鎖を確実にするために、互いに対して(容器の長手方向軸もまた表す軸線Iに沿って)軸方向に移動可能である。
The
この実施例では、内側部分は、付着ノズルの開放位置と閉鎖位置との間で軸方向に往復運動する。外側部分は静止したままである。内側部分には、外側部分のボア21内で軸方向に移動する中央心棒20が装着され得る。
In this embodiment, the inner portion reciprocates axially between the open and closed positions of the adhesion nozzle. The outer part remains stationary. The inner portion may be fitted with a
内側部分は、好ましくは、付着ノズルが容器の付着領域にできるだけ接近できるよう、カプセルの容器を収容するために構成された中央凹部19を備える。フランジに対するノズルの位置及び凹部の形状は、封止要素の所望の最終位置及び/又は形状の関数として適合されてもよい。
The inner portion preferably comprises a
溶融した熱可塑性材料は、加熱手段によって溶融状態で付着装置内に保持され得る。加熱手段は、外側部分及び/又は内側部分に配置されてもよい。この例では、加熱手段は、外側部分に埋め込まれた少なくとも1つの電気抵抗及び/又は少なくとも1つの加熱流体導管23であり得る。
The molten thermoplastic material can be held in the adhering device in a molten state by the heating means. The heating means may be arranged in the outer portion and / or the inner portion. In this example, the heating means may be at least one electrical resistance and / or at least one
溶融した材料は、機械的圧力デバイス及び/又は油圧デバイスなどによって、付着装置内で加圧されたままにすることができる。圧力デバイスはまた、溶融した材料の遠隔溶融リザーバ内に配置されるなど、装置の外部にあってもよい。それは、例えば、導管25、26を介するなどして、溶融した材料を流路18に送出するように構成されたピストン又はスクリューデバイスであってもよい。材料の溶融はまた、遠隔で開始され、流路18を通じて付着装置に送出されてもよい。ポリマー材料は、粉末又はペレットの形態で溶融リザーバ又は装置に送り込まれてもよい。
The molten material can remain pressurized in the attachment device, such as by mechanical pressure devices and / or hydraulic devices. The pressure device may also be outside the device, such as placed in a remote melting reservoir of molten material. It may be a piston or screw device configured to deliver the molten material into the
図4及び図5は、付着動作を示す。内側部分16が後退すると、円周状の付着出口24が開かれ、溶融した材料がノズルから流れ落ちることが許容され、フランジの外面11上に付着する。例えば、溶融した材料の環状のひも27が生成され、内側部が外側部分と封止接触する初期位置に戻ることによりノズルが閉鎖されるまで、表面上に付着される。
4 and 5 show the adhesion operation. When the
材料の流れは、出口の開口(サイズ及び開口時間)によって制御される。このような制御は、わずか数十ミリグラムの少量の溶融した材料を付着させることを可能とする。典型的には、開口時間は数ミリ秒のことであり、出口の幅は10分の数ミリメートルのことである。 The flow of material is controlled by the outlet opening (size and opening time). Such controls make it possible to attach small amounts of molten material of only a few tens of milligrams. Typically, the opening time is a few milliseconds and the exit width is a few tenths of a millimeter.
容器上の付着領域は、内側部分16又は凹部19の直径を変化させることによって変化させることができ、材料の付着は、例えば、フランジの遷移領域12及びカプセルの容器の側壁において行うことができる。
The adhesion region on the container can be changed by changing the diameter of the
図6は、付着後及び成形前の熱可塑性材料の連続付着塊27を示す。塊は、環状出口24を形成する付着ノズルで付着され、環状出口24は、開放位置では、ノズルの全周に沿って連続的に開放され、内側部分及び外側部分によって境界付けられている。
FIG. 6 shows a
図7は、成形前における、封止ポリマー材料による複数の付着部分27a〜iの円周状配置によって形成された塊を示す。これらの部分は、短い距離で離間された、円弧状又は複数のとても小さい点のポリマーであってもよい。これらの部分は、内側部分及び外側部分によって境界付けられている複数の環状出口を形成する付着ノズルによって付着される。例えば、出口の分離は、内側及び/又は外側部分16、17によって成形されたノズルの浮彫及び/又は陥没内の特定の構造によって得ることができる。
FIG. 7 shows a mass formed by the circumferential arrangement of the plurality of adhered
図8は、成形後の、カプセルの容器上に適用された封止要素2を示す。成形により、部分27a〜iを隣接する部分がフランジの周方向に接触する又は重なり合う程度にまで伸ばし、最終的な連続形態の封止要素を提供することができる。
FIG. 8 shows the sealing
成形操作は、図9に示すようなプレス装置28によって実行されてもよい。プレス装置は、付着したポリマー塊27に面するように配置された連続環状プレス面30を有するパンチ・ダイ29を備えてもよい。プレス装置はまた、圧力又は変形なしに容器のカップ状本体1を収容できるように、中央凹部31を有する反転カップとしても構成される。結果として、パンチ・ダイによって加えられる圧力は、封止要素の、最終形状又は少なくとも半最終形状に成形される熱可塑性材料にのみ集中する。プレス加工は、熱可塑性ポリマーがまだ熱可塑性で、割目又は亀裂を生じることなく可塑的に変形可能である間に、例えば、そのガラス転移温度以上の温度で、適用される。装置は、例えば、油圧ラム又は電気ラム(図示せず)に接続された、又はその一部であるロッド33を備えてもよい。冷却手段は、プレス装置に埋め込まれてもよく、又はそれに関連付けられてもよい。例えば、流体冷却回路32は、パンチ・ダイ内で管理され得る。
The molding operation may be performed by a
図10〜図20は、熱可塑性材料を封止要素に成形するためのプレスデバイスのパンチ・ダイの成形面30の様々な構成を示す。成形面は、成形作業の結果として封止要素の最適な構成が得られるように、材料を変形、サイズ変更、及び/又は動かすように構成され得る。
10 to 20 show various configurations of the forming
図10及び図11の実施例では、成形面30は概ね凸状であり、凹状の封止面を有する封止要素を提供する。封止材の一部は、容器の遷移領域12に移動され、材料の一部は側壁の環状部分34を覆うことができる。
In the examples of FIGS. 10 and 11, the
図12及び図13の実施例では、封止要素をフランジにわたって平坦に伸ばすように、成形面30は概ね平坦であり、そのため、封止要素は厚さをわずかに減少させつつ、より広い面を覆っている。
In the embodiments of FIGS. 12 and 13, the molded
図14及び図15の実施例では、概ね凸状の封止要素を成形するため、成形面30は概ね凹状である。成形面は、表面の2つの凹部35、36を更に含んでもよく、それによって封止要素2の2つの円周状の隆起部37、38を成形してもよい。2つの円周状の隆起部37、38は、成形後(図示されるように)接続されたままであってもよく、あるいは成形される間に、成形面30の分離突出部39によって2つの独立した封止部分に分離されてもよい。
In the examples of FIGS. 14 and 15, since the sealing element having a substantially convex shape is formed, the
図16及び図17の実施例では、成形面30は、封止材の主要量を側壁に向かって移動させるように傾斜している。成形面は、最適な封止設計の成形を行う必要性に応じて、更に平坦、凸状、又は凹状であってもよい。この例では、封止要素を移動及び変形させて、フランジ外面11と側壁外面8との間の遷移領域12に封止要素のより大きい厚みを位置させるため、傾斜面はわずかに凸状である。
In the examples of FIGS. 16 and 17, the molded
図18及び図19の実施例では、成形面は、一般的な形状(例えば、平坦、凸状、又は凹状)及び構造化仕上げを有する。この構造化仕上げは、例えば、一連の小さい円周状平行細溝40であってもよい。多くの他の構造化表面が可能である。
In the examples of FIGS. 18 and 19, the molded surface has a general shape (eg, flat, convex, or concave) and a structured finish. This structured finish may be, for example, a series of small circumferential
例えば、図20では、パンチ・ダイの成形面は、複数の小さい液滴41を、浮彫又は窪みとして成形するように構成されている。
For example, in FIG. 20, the forming surface of the punch die is configured to form a plurality of
Claims (15)
前記方法は、
溶融した熱可塑性ポリマー材料を、付着装置によって、前記環状フランジの前記外面上及び/又は前記遷移領域上に付着させる付着工程と、
続いて、前記熱可塑性ポリマー材料を、前記材料がまだ塑性変形可能な間に、前記環状フランジの前記外面上及び/又は前記遷移領域上に適合させるように、好ましくは前記材料の最終形状となるように適合させるように、パンチ・ダイによってプレスし、それによって前記材料を前記容器に取り付けられた環状封止要素に成形するプレス工程と、
を含む、方法。 A method for applying a sealing element onto a cup-shaped container of capsules intended to produce a beverage within a beverage generation device, wherein the container has a bottom wall, a side wall having an outer surface, and an open end. And an annular flange extending from the side wall of the container at the opening end, the flange being sealed with a flange outer surface connected to the outer surface of the side wall in a transition region and a beverage delivery wall. With an inner surface of the flange on the opposite side of the outer surface,
The method is
An attachment step of attaching the molten thermoplastic polymer material to the outer surface and / or the transition region of the annular flange by an attachment device.
The thermoplastic polymer material is then preferably in the final shape of the material so that it fits on the outer surface and / or on the transition region of the annular flange while the material is still plastically deformable. The pressing process of pressing with a punch die, thereby forming the material into an annular sealing element attached to the container, and so on.
Including methods.
前記フランジの円周のサイズに合わせた円周状の注出ノズル、
前記フランジの前記円周に沿って変位する移動ノズル、
前記フランジの前記円周に沿って配置された複数のノズル
のいずれか一つを備える付着装置によって付着させることを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。 The bonding step brings the molten thermoplastic polymer material together.
Circumferential pouring nozzle that matches the size of the circumference of the flange,
A moving nozzle that displaces along the circumference of the flange,
The method according to any one of claims 1 to 4, which comprises attaching by an attachment device including any one of a plurality of nozzles arranged along the circumference of the flange.
スチレン系樹脂(S−TPE又はTPE−S又はTPS、TPSの主要な例は、SBS及びSEBSである)、
コポリエステル(COPE、又はTPE−E又はTPC)、
コポリアミド(COPA)、
ポリウレタン(TPU又はTPE−U)、
ポリアミド(PEBA又はTPE−A又はTPA)、
ポリオレフィンブレンド(TPO又はTPE−O)、
ポリオレフィンアロイ(TPV又はTPE−V)、
リアクターTPO(R−TPO)、
ポリオレフィンプラストマー(POP)、
ポリオレフィンエラストマー(POE)及び
これらの組み合わせ又は軟質熱可塑性ポリマーからなる群から選択される熱可塑性エラストマー(「TPE」)である、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。 The thermoplastic material is
Styrene-based resins (S-TPE or TPE-S or TPS, the main examples of TPS are SBS and SEBS),
Copolyester (COPE, or TPE-E or TPC),
Copolyamide (COPA),
Polyurethane (TPU or TPE-U),
Polyamide (PEBA or TPE-A or TPA),
Polyolefin blend (TPO or TPE-O),
Polyolefin alloy (TPV or TPE-V),
Reactor TPO (R-TPO),
Polyolefin Plastomer (POP),
The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the thermoplastic elastomer (“TPE”) is selected from the group consisting of a polyolefin elastomer (POE) and a combination thereof or a soft thermoplastic polymer.
溶融した熱可塑性ポリマー材料を、前記環状フランジの前記外面上に及び/又は前記遷移領域上に付着させるための付着装置と、
前記溶融した熱可塑性ポリマー材料を、前記環状フランジの前記外面上及び/又は前記遷移領域上に適合させるように、好ましくは前記材料の最終形状となるように適合させるように、プレスし、それによって前記材料を前記容器に取り付けられた環状封止要素に成形するプレス装置と、を含む、デバイス。 A device for applying a sealing element onto a cup-shaped container of capsules intended to produce a beverage within a beverage generation device, wherein the container has a bottom wall, a side wall having an outer surface, and an open end. And an annular flange extending from the side wall of the container at the opening end, the flange being sealed with a flange outer surface connected to the outer surface of the side wall in a transition region and a beverage delivery wall. The device comprises an inner surface of the flange opposite to the outer surface.
An attachment device for attaching the molten thermoplastic polymer material onto the outer surface of the annular flange and / or onto the transition region.
The molten thermoplastic polymer material is pressed to fit on the outer surface and / or on the transition region of the annular flange, preferably to the final shape of the material, thereby. A device comprising a press device for forming the material into an annular sealing element attached to the container.
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